电气测量 第四章.ppt

本章要点 本章介绍测量频率的方法以及电动系频率表和电子数字频率计的结构与原理，用电子数字频率计测量频率，是频率测量的主要手段，也是频率计的发展方向。 相位虽然不是常见的测量对象，但在电力系统运行中，也是评价运行质量的一项重要指标，本章主要介绍电动系相位表的原理和使用方法。 第一节 频率的测量方法 一、工频的测量 用电动系频率计 用变换式频率计 用振簧式频率计 二、低频和高频的测量 1.比较法 将被测频率与标准频率相比较，通过检测差拍、李沙育图形或混频后的频率求得被测频率。 2.无源测量法 无源测量法是指测量电路不需要另加电源，直接用被测信号进行测量如文氏电桥测频率 和谐振回路测频率。 3.计数法 计数法可适用于工频、低频与高频，由于集成化程度的提高，计数器电路体积小，价格便宜，几乎取代了所有其他形式的测频仪器。 第二节 电动系频率表 一、结构 电动系频率表采用比率表型结构，两个可动线圈在空间错开90°。无工作时呈随遇平衡状态。被测频率等于固定线圈回路的谐振频率时，指针停在标尺中心，即固定线圈轴线位置，标尺两边示值分别为大于或小于谐振频率的值。 二、工作原理 按接线图，两可动线圈所受力矩分别为 三、标尺特性 第三节 相位的测量方法 一、相位含义 一般是指两个同频率波形，过零点的时间差。而在工业供电系统中通常指电压、电流两波形过零点的时间差。因为一个电压、电流过零点的时间差角，对应一个该角的余弦，所以工业上测量相位角，与测量功率因数都称为测量相位。 二、测量相位方法 1.直接法：可用指示仪表，例如变换式、电动式或数字式相位表进行测量。 2.间接法：通过测量电压、电流、功率求得I、U间的 相位角。 3.比较法：可以用示波器测量两个波形间的相位差。 三、变换式相位表 变换式相位表由电压回路、电流回路和指示电路三部分构成，通过检流计的电流 。 式中 值与u、I 相位差有关。因此可根据检流计的电流值测得相位差。 当 u、i 同相时变换式相位表波形 当 u、i 相位差为 90°时变换式相位表波形 第四节 电动系相位表 一、电动系相位表结构 采用比率型结构，两个可动线圈在空间错开 角。无工作时呈随遇平衡状态。适当配置 ， 可使指针即可动线圈A的轴线位置与标尺中心夹角等于被测U、I 间的相位角。 二、电动系相位表工作原理 按接线图，两可动线圈所受力矩分别为 三、电动系三相相位表 电动系三相相位表与电动系单相相位表的结构完全相同，只是两个可动线圈所连接的元件不同，单相相位表接R、L元件，而三相相位表两路都是接电阻，分别为 。 四、电动系三相相位表工作原理 电动系三相相位表只适用于三相三线制，使用时可动线圈B1通过电阻 接A、B相，可动线圈B2不接电感而是通过电阻 接A、C 相。从相量图可知 第五节 电子数字频率计 一、硬件计数频率计 硬件计数频率计其结构如下图所示，被测信号通过整形转换为频率相同的脉冲，然后对脉冲进行计数，把频率测量转换为脉冲个数的测量。计数器可选用专用的集成电路，外围再配上显示器、放大整形以及电源电路。 硬件计数电子数字频率计专用集成电路ICM7226B 由ICM7226B组成的电子数字频率计外围电路 二、软件计数频率计 1.结构 软件计数是指用单片机软件进行计数而构成的频率计，它由单片机，以及外围配置的显示器件、放大整形、电源等电路组成。 2.软件计数频率计工作原理 整形放大：将任意波形的被测信号，转换为前沿陡峭的脉冲，以利计数。 计数：由单片机内部的计数单元完成，每当被测信号从低到高变化时，将计数器加 1，并由内部时钟计时，每一秒所计的变化次数，就等于被测信号的频率。 数码转换与显示：读出的频率值由软件将它转换为七段码，送LED数码管显示。 三、计数器的测量误差 1. 秒信号时间不准造成的误差： 由于电子数字频率计是把规定的一秒钟内所计的秒信号个数作为频率，如果秒信号本身